[发明专利]钛酸铋钠基压电/电致伸缩无铅陶瓷材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种钛酸铋钠基压电/电致伸缩无铅陶瓷材料，涉及压电/电致伸缩陶瓷技术领域。钛酸铋钠基压电/电致伸缩无铅陶瓷材料化学组成为：(1‑x)(Bi_0.5Na_0.5)_0.935Ba_0.065Ti_0.985(Fe_0.5Sb_0.5)_0.015O₃‑xSrFeCo_0.5O_y，其中x=0.000~0.015。本发明提供的钛酸铋钠基压电/电致伸缩无铅陶瓷材料既具有高的压电常数d₃₃（＞200pC/N），又具有高的电致伸缩系数Q₃₃（＞0.02m⁴/C²），且材料中不含有害元素Pb，符合环境友好型材料的要求，在换能器、驱动器及高精度位移传感器等领域有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及压电/电致伸缩陶瓷技术领域，尤其是涉及一种钛酸铋钠基压电/电致伸缩无铅陶瓷材料及其制备方法和应用。

背景技术

自动控制的机电系统和器件中，驱动器常是限制其性能和寿命的最为关键的因素之一。而在众多的驱动器中，压电/电致伸缩驱动器因其响应快、承载力高、能耗低和价格低等特点而备受关注。目前压电/电致伸缩驱动器已成功地应用在光学、航空航天、精密定位等众多领域，并正在形成一个潜力巨大的产业。

目前广泛应用的电致伸缩材料为铅基弛豫铁电材料，包括Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃(PZN)（樊慧庆，虞利军，张良莹，姚熹，铌锌酸铅基陶瓷的电致伸缩特性与极化机制，材料研究学报.1997, 11(05): 543-546.）与Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃(PMN) (J.Kuwata, K.Uchino,S.Nomura, Electrostrictive coefficients of Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃ ceramics, Jpn. J.Appl. Phys.1980, 19: 2099-2103)等，但是PbO是一种剧毒材料，直接危害人类的健康。近年来，随着环境保护意识的增强及人类社会可持续发展的需求，研发新型环境友好型的电致伸缩材料已成为热点之一。